屋顶水池兼具采暖和制冷的能力。对于多晴天的低纬度地区特别有用。屋顶水池通常由10～25cm深的水袋放在平坦的金属板上形成，其下侧形成天花表面，而顶面覆盖可移动的保温隔热层。在采暖的季节里，白天移开保温隔热层，水袋吸收太阳辐射热蓄热，夜间覆盖上保温隔热层，水和金属板向房间辐射热量。在制冷季节里，保温隔热层在白天关上，避免水袋受到太阳的照射，而在夜间打开，以便于水池将白天的得热辐射到夜空中。室内多余的热量通过辐射和对流传递到顶棚被水袋储存起来，再在夜间向天空辐射释放（见图5-83）。
图5-83 屋顶水池在采暖和降温季节的运行原理［66］
由于冬季太阳的高度角低，在高纬度地区（纬度高于32°）可用反射板来提高屋顶水池对太阳辐射的吸收。在制冷的季节，可以将水袋外表润湿，使夜间辐射制冷的同时辅以蒸发冷却降温。在冬季还可借助吊扇造成空气对流循环，加强顶棚热量向下传递。如果水袋是放在面南的斜屋顶上，则吸收太阳能效果更好。
如果需要大面积降温，屋顶水池的面积就与地板面积差不多，因此，如何放置可移动的保温隔热层就成了很重要的问题。Daniel Aiello在设计位于美国亚利桑那州凤凰城的太阳石（Sunstone）住宅时，在房子的东部和北部的末端各设置了一个露台，露台的屋顶用于放置滑动保温隔热盖板（见图5-84）。采用折叠的保温隔热层是解决该问题措施之一。
图5-84 太阳石（Sunstone）住宅的屋顶和地板平面［54］(www.xing528.com)
对于夏季制冷用的无蒸发屋顶水池，可从图5-85估算其面积大小。首先，根据气候条件，找到夏季夜间室外最低空气温度Tmin，一般为日出前的空气温度；然后选取舒适温度Tcom，求出温差ΔT=Tcom-Tmin，Tcom通常取27℃，也可以规定为其他舒适值；最后，将ΔT代入图5-85的横轴，向上对应到水深线，从交点水平向右可得到水池的冷却能力，水平线与建筑物的日得热量曲线的交点向下对应到水平轴的值即为屋顶水池面积与地板面积之比。
图5-85 降温屋顶水池大小的确定
对于采暖用的屋顶水池，可从图5-86估算其面积大小。从当地气象资料找到冬季的室外平均温度，从水平轴向上对应到所采取的措施，再水平对应到垂直轴，所得值乘以地板面积就是屋顶水池面积。关于建筑物得失热量的估算，请参阅附录H“建筑物得失热量的估算”。
值得说明的是，屋顶水池在昼夜温差大、夜间晴朗的地区，降温效果更好。如果没有准确的设计依据，对于像住宅之类内部产热少的建筑，可采用下列推荐值：在热湿气候地区，水池面积/地板面积=1.0，有蒸发冷却时，此比值取0.75～1.0；在干热地区，水池面积与地板面积的比值为0.75～1.0，有蒸发冷却时，此比值取0.33～0.50。
图5-86 采暖屋顶水池大小的确定
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